液压辅助元件教案

第7次课教学整体设计课题液压辅助元件授学时间第周星期（月日）第节学时2学时授课类型理论课√实验课□实训课□习题课□讨论课□现场教学√其它：教学资源挂图□模型□实物□多媒体☑音像□报纸□其它：绘图工具□教学办法讲授法√讨论法□启发式√案例教学法□现场教学法√角色扮演法□项目教学法□情境教学法□其它：教学目的（涉及知识、技能、素质目的）知识目的：1、理解蓄能器的类型及特点；2、掌握蓄能器的使用和安装；3、理解过滤器的基本规定；4、掌握过滤器的安装位置；5、理解油箱的种类与构造；6、掌握油箱的设计与检修注意事项；7、冷却器和.加热器构造形式；8、掌握密封装置构造形式；9、理解油管与管接头构造形式。技能目的：1、能够纯熟的使用和安装蓄能器；2、能够纯熟的安装过滤器；3、能够分析密封装置的构造形式。素质目的：1、培养学生对液压与气压传动系统的学习爱好；培养学生分析液压与气压传动系统的能力；养成良好的学习习惯。重点、难点：教学重点：蓄能器、过滤器、的构造及工作原理，油箱、冷却器和.加热器的构造形式。教学难点：密封装置的构造及工作原理教学设计：1、授课思路简述：（围绕所选用教学办法分条编写授课环节，要涵盖课前准备、课程导入、师生活动安排、任务训练、实践教学环节安排、教学效果检测等重要环节。）一、复习旧课二、导入新课三、讲授知识四、师生活动安排五、教师总结六、布置作业2、课堂训练内容安排：课堂训练：找学生到前面分析调速阀的构造、工作原理及绘制图形符号.课堂提问：1.简述蓄能器的类型及特点.2..简述蓄能器的使用和安装.3.简述过滤器的基本规定.4.简述油箱检修注意事项.3、课后作业与思考题：（根据课程内容适宜设计巩固性作业、项目式作业、预习性作业、推荐参考书及网站）巩固性作业：1.简述蓄能器的使用和安装.2.简述过滤器的基本规定.3.简述油箱检修注意事项.预习性作业：液压控制元件：理解方向控制回路的构造、工作原理.教学后记：教学过程（教学设计实施环节及时间分派）环节1：复习巩固、检查课后收集的资料（10分钟）一、复习节流阀的构造及工作原理；二、复习调速阀的构造及工作原理；三、检查预习状况。环节2：本节课学习任务、情境设计（5分钟）液压系统的泄露问题是一种世界性的问题，避免泄露重要是由密封构造完毕的，在液压系统中都有哪些构造形式的密封，有哪些惯用密封件呢？环节3-1：讲授知识（30分钟）2.4液压辅助元件液压系统辅助装置重要涉及蓄能器、过滤器、油箱、热交换器、管件等，液压辅助元件对系统的动态性能、工作稳定性、工作寿命、噪声和温升等都有直接影响，必须予以重视。其中油箱普通根据系统规定自行设计，其它辅助装置制成原则件。一、蓄能器1.蓄能器的作用蓄能器的作用重要是储存油液的压力能。在液压系统中惯用于下列几个状况：（1）.作辅助动力源和应急能源在间歇工作或实现周期性动作循环的液压系统中，蓄能器能够把液压泵输出的多出压力油储存起来。当系统需要时，由蓄能器释放出来。这样能够减少液压泵的额定流量，从而减小电机功率消耗，减少液压系统温升。在液压系统动力源发生故障时，执行机构有时仍需完毕必要的工作以紧急避险、确保安全。为此可用蓄能器作应急能源，避免事故发生。（2）.减少压力冲击与脉动蓄能器可用于吸取由于液流速度急剧变化所产生的液压冲击，使其压力幅值大大减小，以避免造成元件损坏。在液压泵出口处安装蓄能器，可吸取液压泵的脉动压力。（3）.保持系统压力在液压系统中，当液压泵停止供油时，蓄能器可向系统提供压力油，赔偿系统泄漏，使系统在一段时间内维持压力不变。在液压控制系统中，放置于执行机构附近保持系统压力，提高系统的动态响应速度。2.蓄能器的类型及特点蓄能器重要有弹簧式和气体隔离式两大类型，它们的构造简图、类型和特点见表5-1所示。现在气体隔离式蓄能器广泛应用。3.蓄能器的使用和安装1)充气式蓄能器应使用惰性气体，普通为氮气，允许工作压力可视蓄能器构造形式而定，选用时应选有关部门认证的产品。2)蓄能器普通应垂直安装，油口向下，蓄能器与管路之间应安装截止阀，供充气和检修时使用，检修前应放掉压力。蓄能器安装位置应远离热源。3)蓄能器在管路上安装须用支板或支架固定，以免发生飞起事故。4)蓄能器用于吸取压力冲击和脉动应尽量安装在振源附近。5)蓄能器与液压泵之间应安装单向阀，避免液压泵停车时蓄能器内压力油倒流。表2-10蓄能器的构造简图、类型及特点二、过滤器过滤器的作用是过滤掉油液中的杂质，减少液压系统中油液污染度，确保系统正常工作。1.过滤器的基本规定液压油中往往含有颗粒状杂质，会造成液压元件相对运动表面的磨损、滑阀卡滞、节流孔口堵塞，以致影响液压系统正常工作和寿命。普通对过滤器的基本规定是：1)满足液压系统对过滤精度的规定，即能阻挡一定尺寸的机械杂质进入系统。2)通流能力大，即全部流量通过时，不会引发过大的压力损失。3)滤芯应有足够强度，不会由于压力油的作用而损坏。4)易于清洗或更换滤芯，便于拆装和维护。过滤器的过滤精度是指滤芯能够滤除掉最小杂质颗粒的大小，以直径d作为公称尺寸，按过滤精度可分为粗过滤器（d≤100μm），普通过滤器（d≤10μm），精过滤器（d≤5μm），特精过滤器（d≤1μm）。2.过滤器的类型及特点过滤器的类型诸多，惯用过滤器有下列几个。（1）.网式过滤器网式过滤器如图2-59所示，重要有骨架、丝网和支架等构成，网式过滤器的过滤精度与网层数和网孔的大小有关。在压力管路上惯用（100～200）目的铜丝网。压力损失不超出0.04MPa，构造简朴，通流能力大，清洗方便，但过滤精度低。（2）.线隙式过滤器线隙式过滤器如图2-60所示，滤芯由绕在心架上的一层金属丝构成，依靠线间的微小间隙过滤。压力损失普通不超出(0.03～0.06)MPa，构造简朴，通流能力大，过滤精度高，但滤芯材料强度低，不易清洗，惯用于低压管路上。（3）.纸芯式过滤器纸芯式过滤器构造类似于线隙式构造，但滤芯不同，如图2-61所示，滤芯是由平纹或波纹的酚醛树脂或木浆微孔滤纸制成的滤芯并且作成折叠形方便增大过滤面积。压力损失约为(0.01～0.04)MPa，过滤精度高，但滤芯堵塞后无法清洗，必须更换滤芯，惯用于精过滤。（4）.烧结式过滤器烧结式过滤器的滤芯是由金属粉末烧结而制成，运用金属颗粒间的微孔来过滤，如图2-62所示，滤芯的过滤精度依赖于金属颗粒的大小。压力损失约为(0.03～0.2)MPa，过滤精度高且能承受高压，但金属颗粒易脱落，滤芯堵塞后不易清洗，惯用于精过滤。（5）.磁性过滤器磁性过滤器的滤芯由永久磁铁制成，能吸住油液中的铁屑、铁粉或带磁性的磨料，惯用于机床液压系统。3.过滤器的安装位置过滤器的安装位置如图2-63所示，1～4为粗过滤器图形符号，5为精过滤器图形符号。过滤器在液压系统中的安装位置有下列几个状况：⑴过滤器1安装在液压泵的吸油管路上。液压泵的吸油管路上普通安装网式或线隙式粗过滤器，目的是滤除掉较大颗粒的杂质，方便保护液压泵。同时规定过滤器有较小的压力降和很大的通流能力（普通是液压泵流量的两倍以上）。⑵过滤器2安装在液压泵的压油管路上。这种安装方式常将过滤器安装在对杂质敏感的调速阀、伺服阀等元件之前。由于过滤器在高压下工作，规定滤芯有足够的强度。为了避免过滤器堵塞，可并联一旁通阀或堵塞批示器。⑶过滤器3安装在回油管路上。安装在回油路上的过滤器能使油液在流回油箱之前得到过滤，以控制整个液压系统的污染度。⑷过滤器4安装在旁油管路上。在大型液压系统中，常在旁油管路上安装过滤器5和冷却器，构成独立的过滤系统。三、油箱油箱的作用是储存油液，散发热量、沉淀杂质和分离混入油液中的空气或水分。1.油箱的种类与构造油箱按其液面与否与大气相通可分为开式油箱和压力式油箱两种:（1）.开式油箱开式油箱应用普遍，油箱内液面直接与大气相通。油箱液面压力为大气压。（2）.压力式油箱压力式油箱完全封闭，由空压机向气罐充气，再由充气罐经滤清、干燥、减压后进入油箱使液面压力高于大气压，从而改善了泵的吸油性能、减少了气蚀和噪声。（3）.油箱的构造油箱的构造如图2-64所示，普通采用4毫米左右的钢板焊接而成。油箱内装有隔板7、8，它将液压泵的吸油区与系统回油分辨开，油箱侧壁装有油位计和注油口5，油箱底部装有放油阀6，开式油箱盖板上装有滤清器2，小型液压系统的泵和电机能够安装在油箱盖板4上。2.油箱的设计与检修注意事项1)吸油管与回油管间距离应尽量远些。用隔板将吸油侧与回油侧分开，以增加油箱内油液的循环距离，有待于油液冷却和释放油中气泡，并使杂质多沉淀在回油管侧，隔板高度为油面高度3/4。2)油管入口处应装粗过滤器。在最低液面时，过滤器和回油管端均应没入油中，以免液压泵吸入空气或回油混入气泡。回油管端应切成45o切口，并面对箱壁。管端与箱底、壁面间距离均不适宜不大于管径的三倍。3)为避免脏物进入油箱，油箱上各盖板、管口处都要妥善密封。注油器上要加滤网。通气孔上须设立空气过滤器。4)为了更加好地散热和便于维护，箱底与地面距离最少应在150㎜以上。箱底应适宜倾斜，在最低部位设立放油阀。箱体上在注油口的附近须设液位计。5)普通大尺寸油箱要加焊角板、筋条，以增加刚性。当液压泵及其驱动电机和其它液压件都要装在油箱上时，油箱顶盖要对应加厚。大容量油箱的侧壁普通要开清洗窗口，清洗窗口平时用侧盖密封，清洗时再取下。6)油箱中如果需要安装热交换器，必须考虑好它的安装位置，方便测温、控制等方法。环节3-2讲授知识（30分钟）四、热交换器液压系统中油液的工作温度普通以（30～50）℃为宜，最高不超出65℃，最低不低于15℃。油温过高或过低都会影响系统正常工作。为控制油液温度，油箱上常安装冷却器和加热器。1.冷却器液压系统中使用的冷却器重要有蛇形管冷却器、强制对流式多管冷却器和风冷式冷却器。蛇形管冷却器直接安装在油箱内并浸入油液中，管内通冷却水。这种冷却器的冷却效果不好，耗水量大。强制对流式多管冷却器在液压系统中用得较多，如图2-65所示。油从油口c进入，从油口b流出；冷却水从右端盖中部的孔进入，通过多根水管3从左端盖上的孔a流出，油有水管外面流过，三块隔板2用来增加油液的循环距离，以改善散热条件，冷却效果好。液压系统中也可用风冷式冷却器进行冷却。风冷式冷却器由电扇和许多带散热片的管子构成，油液从管内流过，电扇迫使空气穿过管子和散热片表面，使油液冷却。风冷式冷却器构造简朴，价格低廉，但冷却效果较水冷式差。冷却器普通都安装在回油路及低压管路上，如图2-66所示。安全阀6对冷却器起保护作用；当系统不需冷却时截止阀4打开，油液直通油箱。2.加热器液压系统中油温过低时可使用加热器，普通常采用构造简朴，能按需要自动调节最高最低温度的电加热器。电加热器的安装方式如图2-67所示。电加热器水平安装，发热部分应全部浸入油中，安装位置应使油箱内的油液有良好的自然对流，单个加热器的功率不能太大，以避免其周边油液过分受热而变质。冷却器和加热器的图形符号如图2-68所示。五、密封装置为了提高液压系统的工作性能和效率，避免泄漏，液压系统中在可能发生泄漏的部位需要安装密封装置。密封装置的种类诸多，最惯用的是橡胶密封圈，它既可用于静密封，也可用于动密封。下面介绍几个惯用的橡胶密封圈。1.O形密封圈O形密封圈截面为圆形，如图2-69所示。其特点是构造简朴、安装尺寸小、使用方便、摩擦阻力小、价格低，故应用十分广泛。O形密封圈普通装在外圆或内孔的密封槽内，它的截面直径在装入槽后普通压缩（8～25）%，如图2-70a和b所示。该压缩量使O形圈在工作介质没有压力或压力很低时，依靠本身弹性变形力密封接触面，如图2-70c所示。当工作介质压力较高时，O形圈被油液压力压向沟槽另一侧，如图2-70d所示。如果工作压力超出一定值，O形圈将从密封槽的间隙中被挤出而受到破坏，如图2-70e所示。为避免出现挤出现象，当系统的工作压力超出10MPa时，应在O形圈侧面安放挡圈。如图2-71所示。当O形圈单向受压时，挡圈加在非受压侧，O形圈双向受压，两侧同时加挡圈，挡圈材料惯用聚四氟乙烯、尼龙等。2.唇形密封圈唇形密封圈工作时唇口对着有压力的一边，当工作介质压力等于零或很低时，靠预压缩密封，压力高时由介质压力的作用将唇边紧贴密封面密封。按其截面形状可分为Y形、YX形、V形、U形、L形和J形等多个，重要用于动密封。1)Y形密封圈的构造和密封原理如图2-72所示。当工作压力超出20MPa时，应加挡圈，当工作压力波动大时要加支承环。Y形密封圈摩擦力小、寿命长、密封可靠、磨损后能自动赔偿，合用于运动速度较高的场合，工作压力可达20MPa。

2)V形密封圈如图2-73所示，由压环、密封环和支承环构成。当工作压力高于10MPa时，可增加密封环的数量，安装时开口应面对高压侧。此种密封摩擦阻力大，合用于相对运动速度不高的场合。六、油管与管接头1.油管油管的选择重要考虑耐压和管径，具体选定可查阅有关原则。液压系统中惯用油管的种类及特点见表5-2。表2-11液压系统中惯用油管的种类及特点2.管接头管接头是油管与油管、油管与液压件之间的可拆式连接件。它应含有装拆方便，连接牢固，密封可靠、外形尺寸小、通流能力大等特点。液压系统中惯用管接头如图2-74所示。图2-74管接头a）焊接式b）卡套式c）扩口式d）扣压式⑴图a焊接式管接头：特点是连接牢固，运用球面进行密封，简朴可靠。但厚壁钢管，装拆不